台北大地震?「大規模地震模擬」如何讓政府防災動起來

報導者

文/林韋萱 攝影/林佑恩 共同採訪/賴子歆

別以為不可能!根據台灣地震模型團隊的資料,台北未來50年發生規模6.6地震的機率有20%。這20%一旦發生,將導致4,100人傷亡、4,400房屋毀損。這數字究竟怎麼算出來?我們又該如何搶救人命?

20XX年的冬天,日本南海發生規模9的大地震。

地震瞬間,四處充滿著玻璃爆破和尖銳的剎車聲;古蹟大塊崩落、大樓攔腰坍塌;橋梁如同水草大幅波動;電塔纜線一根根繃斷;水管破裂、土壤液化讓四處泥濘不勘。半小時後,海嘯逼近、衝擊堤防,淹過大街小巷,路旁的汽車如葉片漂流,海嘯警報和汽車防盜器的刺耳聲交錯不斷。

這場地震,在愛知最大震度七級、大阪六級;三重縣的志摩海嘯最大高度23公尺,靜岡縣的下田更高達31公尺。海嘯雖然沒有嚴重衝擊大阪,但火災肆虐、交通停擺。這場地震中,總死亡人數32萬3千人,其中23萬人死於海嘯。

世界末日裡,唯一值得慶幸的,就是這僅是一場逼真的模擬。這個模擬影片,是由日本內閣府(相當於我國的行政院)發布。根據日本地震調查委員會的計算,未來30年,南海發生大規模地震的機率高達8成。這影片的驚悚內容很可能會發生,日本能做的,就是把握時間差,做好各種防災準備,減少災情。

日本政府徹底公布資訊,製作逼真的動畫,就是希望老百姓隨時把皮繃緊因應天災;同樣天災頻仍的台灣,卻對公布資訊有很多顧慮。一方面擔心影響投資、房價,另方面也害怕因應對策還沒出爐,會被媒體和監督力量拿來大作文章。也因此,即便有類似的模擬,政府卻不願主動向民眾公開。

從生灰塵到願意公開

台灣並非沒有類似的地震模擬與災損評估,但下場大多是被放在一旁生灰塵,沒有進一步向民眾揭露並研擬對策。像是2012年國家地震工程研究中心用 TELES系統推估,若大地震發生在台北,恐怕會倒4,000棟房子。災害防救科技中心也在2014年分析,如果台北腳下的山腳斷層發生錯動,恐怕會有超過2萬人死亡。

這些單位進行的模擬,並沒有引起政府足夠的重視。直到3年內出現2次本應該歡天喜地的年假,台南和花蓮分別經歷了慘烈的地震災難,讓政府發現推動房屋耐震補強的急迫性,也間接意識到地震模擬與災損評估是凝聚官民共識的有力工具。

國家地震工程研究中心。(攝影/林佑恩)
國家地震工程研究中心。(攝影/林佑恩)

行政院長賴清德,前年還在任台南市長時,經歷美濃地震、維冠大樓倒塌的慘劇。因此行政院特別關注科技部正在著手的「大規模地震模擬計畫」。這次模擬和過去最大的不同是,因為科技的進步,讓解析度大幅提升,應用上更容易。而且,這是第一次跨部會合作,由科技部模擬情境後,交給內政部研擬因應措施。雖然目前囿於經費限制,只完成先導計畫「山腳斷層南段錯動」,因應方案也還沒完整出爐,但負責整合研究內容的行政院災害防救辦公室已經願意分享計畫內容。

「以前怕引起恐慌,但全台灣都有地震,你跑得掉嗎?跑不掉!這樣的情況下,我們必須與災害共存。 現在我們會告知民眾有什麼風險,告訴民眾政府會做事,但民眾自己也要做事,」行政院災害防救辦公室科長陳榮裕說明政府心態上的轉變。

除了提升人民防災觀念外,地震模擬也有助政府把錢花在刀口上。2月底,行政院宣示要花新台幣60億元做全國建築物耐震快篩補強。現在的政策方向是,不分區域,只分屋齡。1999年921大地震以前拿到建照的、6層樓以上老屋,一視同仁的都要接受快篩。然而,會不會發生全部建物都快篩完畢,卻沒錢補強危樓的窘境呢?

地震模擬有助於幫這樣的窘境解套。讓耐震補強計畫可以同時從屋齡和災害高風險區下手,縮小需要快篩補強的範圍。在經費有限的情況下,優先讓最危險的地區、最重要的路段兩旁建物,先做好耐震補強。

再者,沒有逼真的地震模擬,也讓防災演習常常與現實脫節。由於缺乏災害情境的細節,讓防災演習變成只能盤點物資,或是讓消防車噴噴水,嚴重缺乏調度派遣的演練。地震模擬也可以更逼真的提供演習資訊,才不會勞師動眾花力氣進行無意義的表演。

山腳斷層:台北腳下的未爆彈

必須與天災共存的國家,例如日本、美國,都有非常精確的地震模擬,而且每隔數年就會調整發生機率與規模。步伐落後的台灣,2016年也開始進行「大規模地震情境模擬」,2017年向賴清德報告初步成果。希望以震源情境的模擬方式,透過視覺化及數據呈現地震對於各區可能造成的危害。

從科學端到應用端,這個研究計畫可以分成三個部份:

  • 第一組:震源情境模擬,內容是設定震源、震央,判斷斷層的錯動方式、規模,以及模擬地震波的傳遞過程。

  • 第二組:負責建築物毀損、人員傷亡等災損評估。

  • 第三組:由內政部消防署負責擬定因應對策,目標是在10年後重新評估時,讓傷亡減半。

在進行全台所有「大規模地震情境模擬」前,科技部先以全國最大都會區——大台北所鄰近的山腳斷層,為先導執行計畫。藉此以先熟悉及串聯這三組工作內容,未來推演到其他都會區會更為順暢。

數百年來,台北沒有經歷過位於都會區下方的「直下型地震」。相較於台灣其他的活動斷層,山腳斷層在50年內發生規模大於6.6地震的機率為20%。20%說高不高,然而,大台北地區人口超過800萬,又有將近7成的老舊建物,外加政府機關、許多企業的總公司都聚集在此。種種原因,都讓這個不起眼的20%,成為大台北無法承受的風險。

對於「震源情境小組」來說,設定地震規模的關鍵,在於山腳斷層會怎麼破?山腳斷層分成南北段,南段從北投的復興崗站延伸到新莊,北段從北投到金山出海。科學家思考的關鍵是:全段都動,規模高達6.9,但機率不高;如果是分段的話,就要決定是南段抑或北段動。在討論過後認為,南段通過五股、蘆洲、新莊等人口密集的都會區,比起人口較少的北段來的衝擊更大。所以最終選擇南段錯動。再根據斷層幾何型態計算後,得出會釋放規模6.6的地震。

山腳斷層錯動引起的地表加速度分布。在設定的震源情境下,再加上台北市的場址效應等地質因素,會造成16個行政區的震度達7級以上。包括新北市的五股、三重、蘆洲,台北市的士林、中山、大同,以及桃園市的龜山等區。資料來源:震源情境小組
山腳斷層錯動引起的地表加速度分布。在設定的震源情境下,再加上台北市的場址效應等地質因素,會造成16個行政區的震度達7級以上。包括新北市的五股、三重、蘆洲,台北市的士林、中山、大同,以及桃園市的龜山等區。資料來源:震源情境小組

規模設定好了,接著要推算各地區震度。震源情境小組考慮了地殼的特性,像是台北盆地土質鬆軟,如果地震就會像布丁一樣不斷甩動,使的地震波被放大,這種「場址效應」也需要納入考慮。

帶領震源情境小組的中央大學地球科學系教授馬國鳳,點開動畫向我們說明地震波的傳遞過程。山腳斷層約12公里深,破裂後,可釋放規模6.6的地震。動畫模擬山腳斷層南段由北往南破裂,地震影響由台北市、新北市到大桃園地區。畫面上如漣漪的光圈,代表著地震波的擴散:在地震發生的前5秒,新莊、泰山等地的振幅都很大;10多秒後,地震波離開台北市,桃園開始有振幅出現。

台北山腳斷層南段破裂模擬。資料來源:震源情境小組

根據情境模擬,樹林、新店當地會感覺到比較大的地震。但是否這就表示,這幾個地區的災損就會特別大呢?這就需要「災損評估小組」來進一步評估。

房屋會殺人

地震工程界有句話:「地震不會殺人,但建築物會。」過去20年在台灣發生約18次致災性的地震,造成傷亡的關鍵就是建築物有無倒塌。因此在「大規模地震情境模擬」計畫裡的「災損評估」小組,主要的工作就是估算有多少建築物毀損,以及連帶的人員傷亡。

想推估建築物的毀損數量,必須利用房屋的稅籍資料。稅籍資料提供了建築物的建築年代,建築年代就反映了當年的耐震設計標準。比方說1999年921大地震前取得建築執照的建築物,不僅是因為已經老舊而危險,更因為當年的耐震設計標準要求較低而相對危險。

另外,房屋稅籍資料還可以歸納出建築物的結構屬於木造、磚造、輕鋼構,還是鋼筋混凝土⋯⋯,如此便可以依據「易損性曲線」來評估地震時建築物發生損害的機率。只是,僅依據稅籍資料初步判斷,確實可能遺漏房子在設計上是否有不對稱結構或軟弱層,當然也無法知道是不是有施工品質不良、或是使用不當的情形。

得出多少建築物會損壞,就可以進一步推估人員傷亡。過去的災損分析通常採用戶籍來計算人口,然而很多人會到外縣市上班、上學,如果只用戶籍推估人口,可能會有較大誤差。也因此,這次的計畫採用主計總處人口普查,可以區分白天的所在地和實際居住的地方,會更接近人口實際的分布。

如果山腳斷層錯動,引發規模6.6地震,估計會有以下災損:

這場地震會造成4,400棟房屋半倒、全倒,死亡加重傷人數4,100人,無家可歸的人數高達6萬多人。台北市中心的士林、中山 、大安區會有多處道路和橋梁無法通行。另外,因為9座變電所嚴重損壞,可能導致供電中斷;淨水廠也可能有中度損壞,讓供水品質下降。連結至報導者 閱讀更多

★ 更多新聞報導

好天氣到清明節 6日低溫探14度
空汙不只傷肺也傷眼 醫教你這樣護眼
振興國旅 強打南台灣 6月起推優惠
凍漲19年撐不住 50元便當成絕響
你用的Win10 快要被微軟放生?

————————————–

Yahoo奇摩新聞歡迎您投稿!對於這個社會大小事有話想說?歡迎各界好手來發聲!用文字表達你的觀點。投稿去—–>https://goo.gl/iy5TCA

接下來要閱讀的內容